Ist die Ausgangsleistung einer Mikrowelle proportional zur Masse ihres Inhalts?

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Mein Freund und ich haben eine hitzige Debatte.

Einerseits glaubt er, dass ein leerer Mikrowellenherd fast keinen Strom verbraucht (ohne Berücksichtigung von Licht, LCD usw.). Er sagt, sobald Sie einen Gegenstand wie ein Glas Wasser in den Ofen legen, wird der Ofen mehr Strom verbrauchen, da das Magnetron mehr Energie abgeben muss, um den Inhalt zu erhitzen. Grundsätzlich sagt er, dass der Stromverbrauch des Magnetrons in einem Mikrowellenherd direkt proportional zur Masse der wärmeabsorbierenden Moleküle im Inneren des Ofens ist.

Auf der anderen Seite bin ich. Ich denke, dass das Magnetron immer das ausgibt, wofür es ausgelegt ist (in einer idealen Welt). Ich glaube, dass eine leere Mikrowelle ihre Energie einfach als Wärme durch das Chassis abgibt. Ich habe die Analogie eines Funkturms aufgestellt, der beim Senden immer mit der gleichen Leistung arbeitet, unabhängig von der Anzahl der Zuhörer.

Wir haben uns beide interessante Argumente ausgedacht, aber keiner von uns ist Ingenieur und es fehlt ihm das Wissen, um unsere Theorien zu beweisen.

Also wenden wir uns an Sie!

Vielen Dank!

heat energy microwave

— Matthew Goulart
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Wir haben keine, die eine Schnittstelle zwischen der Wand und der Mikrowelle herstellen kann.

— Matthew Goulart

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Wenn Sie eine Mikrowelle leer lassen, werden Sie meiner Erfahrung nach bald nach einer neuen Mikrowelle suchen. Es fehlt an irgendetwas, um die Energie zu absorbieren, die es zu zerstören braucht. Deshalb werde ich mein Kill-A-Watt und meine Mikrowelle nicht verwenden, um die Theorie deines Freundes zu "testen". Besorgen Sie sich eine in einem Second-Hand-Laden, wenn Sie nachts wach bleiben. Ich empfehle jedoch, zuerst den Test "mit etwas darin" durchzuführen.

— Ecnerwal

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Haben Sie und Ihr Freund bereits versucht, eine Wasserpumpe trocken laufen zu lassen? Ich meine, warum wird immer die Mikrowelle missbraucht?

— Dmitry Grigoryev

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@nocomprende Du scheinst dir deiner Antwort so sicher zu sein, aber andere haben extrem gute und plausible Erklärungen für das Gegenteil abgegeben. Ich frage mich, ob Sie Belege für eine Mikrowelle haben? Ich verstehe nicht, was ein mit Benzin betriebener Automotor mit dem komplizierten elektromagnetischen Innenleben einer Mikrowelle zu tun hat.

— Matthew Goulart

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Messungen trumpfen Meinungen. Tun Sie es auf wissenschaftliche Weise und messen Sie

— PlasmaHH

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Einfacher Gedanke oder praktisches Experiment:

Wenn er Recht hat, ist die Aufheizzeit, um Wasser zum Sieden zu bringen, unabhängig von der Wassermenge. Eine Tasse wird so lange dauern wie zwei.

Wenn Sie Recht haben, brauchen zwei Tassen Wasser doppelt so lange, um zu kochen.

— Transistor
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In den Pausenraum!

— Matthew Goulart

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Hallo, hier spricht "der Freund": Ich denke, das ist ein guter Punkt. Ich denke, eine Tasse wird weniger Zeit benötigen als zwei. Aber ich denke, wenn Sie eine oder zwei Tassen haben, wird die Mikrowelle ihre Nennleistung verbrauchen Leistung. Wenn jedoch die Mikrowelle leer ist, denke ich, dass sie keinen Strom verbraucht (oder sehr wenig davon)

— Matthew Goulart

Eine 1200-W-Mikrowelle gibt unabhängig von der Masse des Inhalts nicht mehr als 1200 W ab. Dies bedeutet jedoch nicht, dass eine 1200-W-Mikrowelle leer war, mit Ausnahme eines 1-mm-3-Stück-Eises (1 mg), das 1200 W in dieses Eis einbringen könnte (was es in 350 usec zum Schmelzen bringen würde). Das Erhöhen der Masse eines gegebenen Materials erhöht die Energieabsorption in Richtung einer asymptotischen Grenze.

— Supercat

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Wir sind nicht so sehr neugierig, wie viel Energie in den Inhalt eingebracht wird, sondern wie viel der Ofen verbraucht, ob er leer ist oder nicht.

— Matthew Goulart

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Zwei Tassen würden mit einem elektrischen Heizelement doppelt so lange kochen wie eine, aber die Leistungsaufnahme wird dadurch in keiner Weise verändert.

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Ist die Ausgangsleistung eines Mikrowellengeräts proportional zur Masse seines Inhalts? Nein. Das Magnetron entwickelt wie jeder Funksender eine bestimmte elektromagnetische Feldstärke (Volt pro Millimeter oder wie auch immer gemessen). Ich habe das Experiment ausprobiert und die Leistungsaufnahme für 2 Tassen Wasser, 4 und 8, gemessen. Es war identisch: 1380 Watt für ein Gerät mit einer Nennleistung von 700 Watt. Dies ist ungefähr das, was wir erwarten würden, um Verluste zu berücksichtigen (die meisten Funksender haben einen Wirkungsgrad von ungefähr 50%).

Beim Betrieb eines Senders gibt es eine Spezifikation namens Stehwellenverhältnis, die bestimmt, wie gut die Quelle an die Last angepasst ist. Wenn die Last perfekt abgestimmt ist, absorbiert sie die gesamte Leistung, unabhängig von der Leistung. Wenn die Übereinstimmung schlecht ist, wird ein Teil der Leistung "zurückgeworfen" und stellt am Ausgangsanschluss des Geräts eine gleichphasige Spannung her.

Wenn diese reflektierte Leistung dazu führt, dass die maximal zulässige Spannung des Ausgabegeräts überschritten wird, überschlägt sie sich. Es ist auch möglich, dass eine nicht angepasste Last zu viel Strom zieht, sodass sich das Gerät durch Überhitzung selbst zerstört.

Im Wesentlichen treten X Watt auf, die entweder von einer Last richtig absorbiert werden oder das Gerät (in diesem Fall das Magnetron) belasten und möglicherweise beschädigen oder zerstören. Die Ausgangsleistung bleibt unverändert, und die Eingangsentnahme bleibt unverändert. Es ist wie beim Anschließen eines Elektromotors an eine Last: Wenn Sie den Motor abwürgen, kann er durchbrennen, entladen, überdrehen und sich selbst beschädigen.

Dies gilt für alle Arten von Funkwellenemissionen.

Zusatz: Alle Geräte haben auch Verluste, so dass selbst wenn "die Räder drehen", immer noch Energie verbraucht und verschwendet wird. Bei einem Audioverstärker der Klasse A sind dies 50% der Eingangsleistung. In einigen Systemen ist es mehr, in anderen weniger. Da ein Magnetron nicht ideal ist, zieht es einfach Strom, egal was passiert.

Soll ich verstehen, dass in diesem Fall die Last der Inhalt der Mikrowelle ist? Sie sagen im Wesentlichen, dass der Inhalt einer Mikrowelle so genau wie möglich mit dem Magnetron übereinstimmen muss, damit die maximale Leistung übertragen werden kann. Wenn Sie also eine leere Mikrowelle betreiben, kann dies nicht nur zu Schäden führen, sondern auch dazu, dass beispielsweise eine Tasse Mehl verwendet wird, da Mehl nur wenig Wasser enthält (oder eine andere auf eine Mikrowelle abgestimmte Substanz).

— Matthew Goulart

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Eine schlecht absorbierende Last kann sie beschädigen, ja. Wasser und Öle oder Fette nehmen am besten auf. Trockene Pulver sehr wenig, obwohl lokales Erhitzen ein Anbrennen verursachen kann. Zwei kleine Gegenstände, die sich berühren (wie zwei Fleischbällchen), können am Berührungspunkt zu Verbrennungen führen, da sich jede Antenne wie eine kleine Antenne verhält, die die Leistung in verschiedenen Phasen sammelt, sodass eine Spannungsdifferenz besteht. Viele Effekte von Mikrowellenenergie, schwer vorherzusagen.

Die wirkliche Gefahr einer leeren Mikrowelle besteht also in der Addition der ursprünglichen Welle und einer reflektierten gleichphasigen Welle, die eine Spannung verursacht, die über der maximalen Nennspannung des Magnetrons liegt. Sehr interessant! Ich nahm an, dass die reflektierte Welle zur ursprünglichen Welle phasenverschoben wäre.

— Matthew Goulart

Siehe: Standing Wave Ratio von der ARRL. Ich bin seit 1989

Sie sind zweifellos richtig für Wellenleiter / Resonanzhohlräume, aber da der Mikrowellenofen modengerührt ist, haben die reflektierten Wellen eine zufällige Phase und ändern das VSWR nicht. Ich verstehe, dass das Magnetron durch diese reflektierte Leistung immer noch erwärmt wird und nach einiger Zeit ausfällt (z. B. die Hülle schmilzt). Ich gebe jedoch zu, dass ich nicht sicher bin, welcher Fehler in der Praxis der wichtigere ist, und dass nur wenige das Experiment durchgeführt haben. Die meisten modernen Magnetrons scheinen sowohl gegen hohe VSWR als auch gegen Überhitzung ziemlich robust zu sein.

— Oleksandr R.

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Also habe ich es endlich geschafft, dies zu testen.

Mit diesem Wattmeter habe ich 0, 1, 2 und 4 Tassen Wasser in einer Plastikschale getestet.

Insgesamt gab es einen Unterschied von ungefähr 1 Watt zwischen den Wassermengen, einschließlich der leeren.

— Matthew Goulart
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Gut. Jetzt wirst du hoffentlich nach all der Zeit etwas Schlaf bekommen.

— dim

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Ein Magnetron, das Lebensmittel erhitzt, erzeugt eine Frequenz von etwa 2,5 GHz. Innerhalb des Ofens wird eine Antenne gebildet, und gemäß den Antennentheorien wird jenseits einer Wellenlänge eine echte elektromagnetische Welle erzeugt und es wird Wirkleistung erzeugt. Eine Wellenlänge beträgt etwa 120 mm. Diese Energie ist für immer verbraucht, es sei denn, es gibt eine Art Reflexion in der Nähe der Antennenplatte. Ich gehe davon aus, dass die vom Magnetron aufgenommene Energie ziemlich konstant ist, unabhängig davon, ob sich Nahrung darin befindet oder nicht. Versuchen Sie es nicht zu Hause.

Der Rührer verteilt die Mikrowellen durch Reflexion auf einen größeren Bereich innerhalb des Ofens. Sobald sie diesen Punkt verlassen haben, gibt es kein Zurück mehr für eine Energieausgleichung.

— Andy aka
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Ich würde dies gerne als die richtige Antwort markieren, aber die Abrechnung wird es nicht wirklich schaffen. Können Sie auf einen Artikel der Wikipedia-Seite verweisen, der Ihre Behauptung unterstützt oder beweist? Oder vielleicht eine Seite über alle Schaltkreise, die ein Prinzip erklärt, das uns fehlt? Vielen Dank.

— Matthew Goulart

Vielen Dank für die informative Bearbeitung. Könnten Sie, um den Verstand meines Freundes zu beruhigen, erklären, wohin die erzeugte Energie bei einer leeren Mikrowelle fließt? Ich gehe davon aus, dass es vom Chassis aufgenommen und mit Lüftern abgestrahlt wird.

— Matthew Goulart

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Seien Sie nicht so voreilig, es als die richtige Antwort zu markieren - lassen Sie andere mitreden und kommentieren. Es ist wichtig, dass diese Frage richtig beantwortet wird. Da ist vielleicht etwas online zu finden.

— Andy aka

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Ja. Die Wände nehmen etwas auf, die Glasplatte selbst nimmt viel auf. Einige spiegeln sich zurück in das Magnetron, aber sie sind so konstruiert, dass sie zu einer schrecklichen Last werden.

— Tomnexus

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Beim Einschalten des Ofens sendet das Magnetron eine elektromagnetische Transversalwelle in den Hohlraum. Sobald die EM-Welle den Hohlraum füllt, beginnt sie gegen die Wände zu schlagen und reflektiert sich zurück. Jetzt bildet sich die stehende Welle. In der stehenden Welle sind das E-Feld und das H-Feld um 90 Grad phasenverschoben, dh es wird keine wirkliche Leistung übertragen, sondern es springt nur von Wand zu Wand und zum Magnetron, wo das E-Feld exakt in Phase und Stärke vorliegt In dem von Magnetron erzeugten Feld bedeutet dies, dass es keine Potentialdifferenz gibt und die Emission blockiert ist.
Befindet sich ein Gegenstand in der Kavität, wird die stehende Welle so gebogen, dass das Magnetron die Last "sieht" und eine zusätzliche TEM-Welle der vorhandenen stehenden Welle überlagert wird.
Praktischerweise wirkt die stehende Welle wie ein leitender Kanal und "bringt" die Last drahtlos an die Quelle.

— Marko Buršič
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Bitte helfen Sie mir, um sicherzustellen, dass ich verstehe. Wenn Sie sagen, dass keine echte Leistung übertragen wird, bedeutet dies, dass ein Wattmeter zwischen der Wandsteckdose und der Mikrowelle 0 anzeigt?

— Matthew Goulart

@MatthewGoulart Ja, genau. Natürlich sind die Wände nicht supraleitend, es entsteht also ein Verlust, aber das Magnetron kann die Last tatsächlich sehen. Wenn Sie einen Metallring einsetzen, wird die Sicherung durchgebrannt - Kurzschluss und wenn nichts drin ist, läuft sie frei.

— Marko Buršič

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@dbanet Ich bitte um Verzeihung, aber ich verstehe nicht, was Sie fragen: "Wie beschädigt das die Sache und welchen Teil davon genau?" Nun, auf welchen Schaden und auf welche Sache beziehen Sie sich?

— Marko Buršič

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Tut mir leid, dass ich nicht genau genug bin. Lassen Sie mich umformulieren: "Wie genau beschädigt der Betrieb eines Mikrowellenherds, in dem sich nichts befindet, den Mikrowellenherd? Welcher Teil davon versagt auf welche Weise?"

— dbanet

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Meine Frage wurde ausschließlich durch die Tatsache motiviert, dass dieser Betriebsmodus von der Mehrheit der Hersteller (die sich jetzt auf Benutzerhandbücher beziehen, und von "dringend nicht empfohlen", ich meine, sie behaupten direkt, dies würde das Gerät wahrscheinlich beschädigen) und von Ihnen dringend nicht empfohlen wird behaupten, es tritt keine wirkliche leistungsübertragende Emission auf.

— dbanet

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Eine einfache Möglichkeit, die Antwort zu erhalten, besteht darin, ein aktuelles Lesegerät zwischen Stecker und Mikrowelle zu stellen (Beispiel: https://en.wikipedia.org/wiki/Kill_A_Watt#/media/File:P3-Kill-a-watt.jpg) )

Dann lassen Sie es leer, dann mit etwas drin.

— Ricky
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Alle Haushaltsmikrowellen verwenden Magnetrons, die nicht effizient sind. Es ist der billige Weg, um hohe Leistung zu erzielen, und andere teure Wege, um 2,4 GHz zu erzeugen, sind ohnehin nicht sehr effizient Osttest Ich denke, du solltest es trotzdem tun. + 1

— Autistischer

Wir versuchen ein ähnliches Gerät zu finden und werden die Frage aktualisieren, sobald wir eine endgültige Antwort haben.

— Matthew Goulart

Das habe ich jetzt mit einem hausgemachten Shunt gemacht , um das Watt mit meinem Multimeter zu lesen. Es ist flach: Gleiche Menge für 2 Tassen Wasser, 4 oder 8. Ich habe es NICHT leer laufen lassen.

@nocomprende Könntest du das Experiment mit nichts in der Mikrowelle machen?

— Matthew Goulart

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Die Leistung des Magnetrons muss konstant sein, damit es funktioniert. Zwei Tassen Wasser benötigen jedoch 2-mal so lange, um das Quadrat zu kochen. Dies liegt an der Oberfläche.

— KrazyKyngeKorny
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Bitte verwenden Sie keine Großbuchstaben. StackExchange bietet noch viele andere Möglichkeiten, Schwerpunkte zu setzen.

— Nick Alexeev

Warum muss die Ausgabe Ihrer Meinung nach konstant sein? Wie lässt sich das mit dem vereinbaren, was andere darüber sagen, dass das Magnetron aufgrund einer stehenden Welle, die sich entwickelt, effektiv nichts ausgibt?

— Matthew Goulart

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Ich weiß, dass diese Frage Geschichte ist, aber ich möchte bestätigen, dass der Ofen die gleiche Leistung verbraucht, was auch immer in ihm ist.

Außerdem verbraucht mein '600 Watt'-Ofen beim Laufen ungefähr 1300 Watt

— Pex
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Vielen Dank für die Antwort nach all der Zeit. Wir haben nicht geschlafen, seit wir die Frage gestellt haben. Darf ich fragen, mit welcher Methode Sie das getestet haben?

— Matthew Goulart

Diese "Antwort" braucht mehr Tiefe und / oder Zitate.

— Bort

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Das Gegenteil wurde bestätigt. Eine leere Mikrowelle verbraucht weniger Strom als eine volle.

Laienhaft. Wenn die Mikrowelle leer ist, werden die Mikrowellen vom Magnetron reflektiert und können nicht mehr erzeugt werden.

Das 1. Hauptsatz der Thermodynamik kommt in den Sinn.

— Gambino
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Wenn dies "bestätigt" wurde, geben Sie bitte an, wie. Eine leere Mikrowelle hat eine gute Chance zu brechen, da sie die volle Leistung abgibt, aber diese Leistung kann nirgendwo hingehen.

— Selvek